(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記重合体ブロック(B)が、共役ジエン化合物に由来する構造単位から主としてなり、かつ3,4−結合単位および1,2−結合単位の含有量の合計が20モル%以上である、請求項1に記載の発泡成形体。
前記重合体ブロック(B)が、水素添加率が100モル%である構造に見立てたとき、共役ジエン化合物およびイソブチレンからなる群から選択される少なくとも1種に由来する構造単位の主鎖のメチレン連鎖長の平均値が1.0〜6.0である、請求項1に記載の発泡成形体。
前記重合体ブロック(B)が炭素−炭素二重結合を有する脂肪族炭化水素に由来する構造単位を含むものであり、全重合体ブロック(B)中の炭素−炭素二重結合の水素添加率が70モル%以上である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の発泡成形体。
前記重合体ブロック(B)が、水素添加率が100モル%である構造に見立てたとき、共役ジエン化合物から選択される少なくとも1種に由来する構造単位の主鎖のメチレン連鎖長の平均値が1.0〜6.0である、請求項2、3又は6に記載の発泡成形体。
【発明を実施するための形態】
【0012】
[発泡成形体]
本発明は、
芳香族ビニル化合物に由来する構造単位から主としてなる重合体ブロック(A)と、他の重合体ブロック(B)とを有し、JIS K7244−10(2005年)に準拠し、試験片の厚み1mm、歪み量0.1%、周波数1Hz、測定温度−70〜70℃、昇温速度3℃/分の条件で測定したtanδのピークトップ温度が−50〜50℃であるブロック共重合体であって、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる標準ポリスチレン換算で求めたピークトップ分子量が30,000〜500,000であるブロック共重合体(I)、
エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合体およびポリエチレン系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種のオレフィン系重合体(II)、
架橋剤(III)および
発泡剤(IV)
を含有する樹脂組成物の発泡成形体である。
以下、樹脂組成物の各成分、発泡成形体について順に詳細に説明する。
【0013】
(ブロック共重合体(I))
ブロック共重合体(I)は、芳香族ビニル化合物に由来する構造単位から主としてなる重合体ブロック(A)と、他の重合体ブロック(B)とを有し、JIS K7244−10(2005年)に準拠し、試験片の厚み1mm、歪み量0.1%、周波数1Hz、測定温度−70〜70℃、昇温速度3℃/分の条件で測定したtanδのピークトップ温度が−50〜50℃であるブロック共重合体であって、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる標準ポリスチレン換算で求めたピークトップ分子量が30,000〜500,000である
【0014】
(重合体ブロック(A))
ブロック共重合体(I)の重合体ブロック(A)は、芳香族ビニル化合物に由来する構造単位(以下、「芳香族ビニル化合物単位」と略称することがある。)から主としてなる。ここで、「主として」とは、重合体ブロック(A)の質量に基づいて、芳香族ビニル化合物単位を50質量%以上含むことをいう。該重合体ブロック(A)中の芳香族ビニル化合物単位の含有量は、重合体ブロック(A)の合計質量に基づいて、70質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることがさらに好ましく、95質量%以上であることが特に好ましく、実質的に100質量%であってもよい。
【0015】
重合体ブロック(A)を構成する原料である芳香族ビニル化合物としては、例えばスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、2,6−ジメチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、α−メチル−o−メチルスチレン、α−メチル−m−メチルスチレン、α−メチル−p−メチルスチレン、β−メチル−o−メチルスチレン、β−メチル−m−メチルスチレン、β−メチル−p−メチルスチレン、2,4,6−トリメチルスチレン、α−メチル−2,6−ジメチルスチレン、α−メチル−2,4−ジメチルスチレン、β−メチル−2,6−ジメチルスチレン、β−メチル−2,4−ジメチルスチレン、o−クロロスチレン、m−クロロスチレン、p−クロロスチレン、2,6−ジクロロスチレン、2,4−ジクロロスチレン、α−クロロ−o−クロロスチレン、α−クロロ−m−クロロスチレン、α−クロロ−p−クロロスチレン、β−クロロ−o−クロロスチレン、β−クロロ−m−クロロスチレン、β−クロロ−p−クロロスチレン、2,4,6−トリクロロスチレン、α−クロロ−2,6−ジクロロスチレン、α−クロロ−2,4−ジクロロスチレン、β−クロロ−2,6−ジクロロスチレン、β−クロロ−2,4−ジクロロスチレン、o−t−ブチルスチレン、m−t−ブチルスチレン、p−t−ブチルスチレン、o−メトキシスチレン、m−メトキシスチレン、p−メトキシスチレン、o−クロロメチルスチレン、m−クロロメチルスチレン、p−クロロメチルスチレン、o−ブロモメチルスチレン、m−ブロモメチルスチレン、p−ブロモメチルスチレン、シリル基で置換されたスチレン誘導体、インデン、ビニルナフタレンなどが挙げられる。これらの芳香族ビニル化合物は1種単独で用いてもよく、2種以上用いてもよい。中でも、製造コストと物性バランスの観点から、スチレン、α−メチルスチレン、およびこれらの混合物が好ましく、スチレンがより好ましい。
【0016】
但し、本発明の目的および効果の妨げにならない限り、重合体ブロック(A)は芳香族ビニル化合物以外の他の不飽和単量体に由来する構造単位(以下、「他の不飽和単量体単位」と略称することがある。)を含有していてもよい。該他の不飽和単量体としては、例えばブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチルブタジエン、1,3−ペンタジエン、1,3−ヘキサジエン、イソブチレン、メタクリル酸メチル、メチルビニルエーテル、N−ビニルカルバゾール、β−ピネン、8,9−p−メンテン、ジペンテン、メチレンノルボルネン、2−メチレンテトラヒドロフランなどからなる群から選択される少なくとも1種が挙げられる。重合体ブロック(A)が該他の不飽和単量体単位を含有する場合の結合形態は特に制限はなく、ランダム、テーパー状のいずれでもよい。該他の不飽和単量体の含有量は、重合体ブロック(A)の合計質量に基づいて、好ましくは10質量%以下、より好ましくは8質量%以下、好ましくは0.1質量%以上である。
【0017】
ブロック共重合体(I)は、前記重合体ブロック(A)を少なくとも1つ有していればよい。ブロック共重合体(I)が重合体ブロック(A)を2つ以上有する場合には、それら重合体ブロック(A)は、同一であっても異なっていてもよい。なお、本明細書において「重合体ブロックが異なる」とは、重合体ブロックを構成するモノマー単位、ピークトップ分子量、重量平均分子量、数平均分子量、分子量分布、立体規則性、および複数のモノマー単位を有する場合には各モノマー単位の比率および共重合の形態(ランダム、グラジェント、ブロック)のうち少なくとも1つが異なることを意味する。
【0018】
ブロック共重合体(I)が有する前記重合体ブロック(A)のピークトップ分子量は、特に制限はなく、ブロック共重合体(I)が有する前記重合体ブロック(A)のうち、少なくとも1つの重合体ブロック(A)のピークトップ分子量(Mp)が好ましくは3,000〜60,000であり、より好ましくは3,000〜30,000であり、さらに好ましくは3,000〜15,000であり、最も好ましくは3,000〜12,000である。ブロック共重合体(I)が、前記範囲内のピークトップ分子量(Mp)である重合体ブロック(A)を少なくとも1つ有することにより、ブロック共重合体(I)を含有する樹脂組成物の機械強度がより向上し、制振性および遮音性にも優れる。
ブロック共重合体(I)は、成形温度を下げる観点から、ブロック共重合体(I)が有する前記重合体ブロック(A)のうち、少なくとも1つの重合体ブロック(A)のピークトップ分子量が好ましくは300〜2,500であってもよく、より好ましくは300〜2,000であってもよく、さらに好ましくは300〜1,200であってもよい。
さらには、機械強度の観点、成形温度を下げ、かつ成形時に一定の溶融張力を保持する観点から、ピークトップ分子量が3,000〜15,000(好ましくは3,000〜6,000)である重合体ブロック(A)と、ピークトップ分子量が300〜2,500(好ましくは1,300〜2,500)である重合体ブロック(A)の両方を有していてもよく、それぞれをトリブロックの分子末端に1つずつ有していてもよい。
【0019】
また、前記重合体ブロック(A)の合計のピークトップ分子量(Mp)は、機械強度、粘着性および接着性の観点から、好ましくは3,300〜120,000であり、より好ましくは4,500〜60,000であり、さらに好ましくは4,500〜30,000であり、特に好ましくは5,000〜20,000である。
ブロック共重合体(I)は、成形性、柔軟性、機械強度、制振性および遮音性などのバランスの観点から、前記重合体ブロック(A)のピークトップ分子量(Mp)が好ましくは3,000〜60,000、より好ましくは3,000〜30,000であり、さらに好ましくは3,000〜15,000であり、最も好ましくは3,000〜12,000の2以上のブロック共重合体を含んでいてもよく、前記重合体ブロック(A)の合計のピークトップ分子量(Mp)が13,000〜20,000であるブロック共重合体と、前記重合体ブロック(A)の合計のピークトップ分子量が5,000〜12,000であるブロック共重合体とを併用してもよい。
重合体ブロック(A)の合計のピークトップ分子量とは、ブロック共重合体(I)が2つ以上の重合体ブロック(A1)および(A2)を含有する場合にはそれらの合計のピークトップ分子量(Mp)を意味し、ブロック共重合体(I)が1つの重合体ブロック(A)のみを含有する場合にはその重合体ブロック(A)のピークトップ分子量を意味する。ブロック共重合体(I)が有する前記重合体ブロック(A)の合計のピークトップ分子量が前記範囲内であることにより、得られるブロック共重合体(I)の機械強度がより向上する。
なお、本明細書および特許請求の範囲に記載の「ピークトップ分子量」は全て、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)測定によって求めた標準ポリスチレン換算のピークトップ分子量であり、より詳細には実施例に記載の方法に従って測定した値である。ブロック共重合体(I)が有する各重合体ブロック(A)のピークトップ分子量は、製造工程において各重合体ブロックの重合が終了する都度、サンプリングした液を測定することで求めることができる。例えばA1−B−A2構造を有するトリブロック共重合体をA1、B、A2の順に逐次重合して合成する場合には、最初の重合体ブロックA1のピークトップ分子量は、A1の重合が終了した時にサンプリングした液をGPC測定することで求めることができる。また、重合体ブロックBのピークトップ分子量は、Bの重合が終了した時にサンプリングした液をGPC測定してA1−Bの構造のジブロック共重合体のピークトップ分子量を求め、その値から重合体ブロックA1のピークトップ分子量を引き算することにより求めることができる。さらに、重合体ブロックA2のピークトップ分子量は、A2の重合が終了した時にサンプリングした液をGPC測定してA1−B−A2の構造のトリブロック共重合体のピークトップ分子量を求め、その値からA1−Bの構造のジブロック共重合体のピークトップ分子量を引き算することにより求めることができる。
また、他の方法として、A1−B−A2構造を有するトリブロック共重合体の場合は、重合体ブロック(A)の合計のピークトップ分子量は、ブロック共重合体(I)のピークトップ分子量と
1H−NMR測定で確認する重合体ブロック(A)の合計含有量から算出し、GPC測定によって、失活した最初の重合体ブロックA1のピークトップ分子量を算出し、これを引き算することによって2番目の重合体ブロックA2のピークトップ分子量を求めることもできる。
【0020】
本発明のブロック共重合体(I)は、前記重合体ブロック(A)の含有量(複数の重合体ブロック(A)を有する場合はそれらの合計含有量)は、特に制限はなく、例えば、ブロック共重合体(I)の総量に対して、好ましくは1質量%以上70質量%以下であり、より好ましくは1質量%以上60質量%以下である。重合体ブロック(A)の含有量が上記範囲内であると、得られるブロック共重合体(I)が、柔軟性、制振性および遮音性により優れたものとなる。重合体ブロック(A)の含有量としては、さらに好ましくは2質量%以上50質量%以下であり、よりさらに好ましくは2質量%以上40質量%以下、特に好ましくは2質量%以上30質量%以下、最も好ましくは2質量%以上25質量%以下である。
なお、ブロック共重合体(I)における重合体ブロック(A)の含有量は、
1H−NMRスペクトルにより求めた値であり、より詳細には実施例に記載の方法に従って測定した値である。
【0021】
(重合体ブロック(B))
ブロック共重合体(I)が有する重合体ブロック(B)は、重合体ブロック(A)以外の重合体ブロックであれば、特に制限はなく、炭素−炭素二重結合を有する脂肪族炭化水素に由来する構造単位を含むことが好ましい。炭素−炭素二重結合を有する脂肪族炭化水素に由来する構造単位は、特に制限はないが、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブチレン、2−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、シクロヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、ビニルシクロヘキサン、1−オクテン、1−デセン、1−テトラデセン、1−オクタデセン、ピネン、ノルボルネンなどの脂肪族オレフィン化合物;イソプレン、ブタジエン、1,3−ヘキサジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、シクロペンタジエン、1,3−シクロヘキサジエン、ミルセン等の共役ジエン化合物などを挙げることができる。中でも、共役ジエン化合物に由来する構造単位から主としてなることが好ましく、共役ジエン化合物としては、イソプレンおよびブタジエンからなる群から選択される少なくとも1種に由来する構造単位からなることがより好ましい。重合体ブロック(B)は、1種に由来する構造単位のみを有していてもよいし、2種以上に由来する構造単位を有していてもよい。重合体ブロック(B)が2種以上の構造単位を有している場合は、それらの結合形態はランダム、テーパー、一部ブロック状、またはそれらの2種以上の組み合わせからなっていることができる。
【0022】
重合体ブロック(B)は、イソプレンに由来する構造単位(以下、「イソプレン単位」と略称することがある。)、ブタジエンに由来する構造単位(以下、「ブタジエン単位」と略称することがある。)、またはイソプレンおよびブタジエンの混合物に由来する構造単位(以下、「イソプレンおよびブタジエン単位」と略称することがある。)から主としてなることが好ましい。ここで言う「主として」とは、重合体ブロック(B)の合計質量に基づいて前記構造単位を50質量%以上含むことをいう。該重合体ブロック(B)中のイソプレンおよび/またはブタジエンに由来する構造単位の含有量は、重合体ブロック(B)の合計質量に基づいて、好ましくは70質量%以上であり、より好ましくは80質量%以上であり、さらに好ましくは90質量%以上であり、特に好ましくは95質量%以上であり、実質的に100質量%であってもよい。
また、重合体ブロック(B)は、イソプレンおよびブタジエン以外の共役ジエン化合物に由来する構造単位として、例えば1,3−ヘキサジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、シクロペンタジエン、1,3−シクロヘキサジエン、ミルセンなどから選択される少なくとも1種に由来する構造単位を含んでもよい。
重合体ブロック(B)としては、上記のとおり、イソプレン単位、ブタジエン単位、またはイソプレンおよびブタジエン単位から主としてなるが、ブタジエン単位、またはイソプレンおよびブタジエン単位を主体とすると、ブロック共重合体(I)を含有する樹脂組成物の機械強度(特にゴム弾性)に優れる点で好ましい。さらに、イソプレンおよびブタジエン単位を主体として構成されていると、後述する水添ブロック共重合体(I)と後述するオレフィン系樹脂(II)との樹脂組成物において、相溶性が良好となる点でより好ましい。イソプレンとブタジエンの混合割合は、特に制限されないが、諸性能向上の観点から、それらの混合比率[イソプレン/ブタジエン](質量比)が、好ましくは10/90〜90/10、より好ましくは20/80〜80/20であり、さらに好ましくは30/70〜70/30であり、特に好ましくは40/60〜60/40である。また、重合体ブロック(B)は、イソプレンおよびブタジエン単位を主体とする構成である場合、それらの結合形態は特に制限はなく、ランダム、テーパー、完全交互、一部ブロック状、ブロック、またはそれらの2種以上の組合せからなることができる。
【0023】
重合体ブロック(B)を構成するイソプレンおよびブタジエンそれぞれの結合形態としては、ブタジエンの場合には1,2−結合、1,4−結合を、イソプレンの場合には1,2−結合、3,4−結合、1,4−結合をとることができる。本発明のブロック共重合体(I)においては、重合体ブロック(B)中の3,4−結合単位および1,2−結合単位の含有量の合計が20モル%以上であることが好ましい。重合体ブロック(B)中の3,4−結合単位および1,2−結合単位の含有量の合計が20モル%以上であれば、樹脂組成物において、該ブロック共重合体(I)と後述するオレフィン系重合体(II)との相溶性が十分となり、柔軟化効果を失うことなく、透明性が要求される場合には、透明性も維持される。また、発泡成形体とする場合に、該ブロック共重合体(I)とオレフィン系重合体(II)との間で架橋が起こりやすくなり、発泡サイズのばらつきを低減することができる。また、本発明のブロック共重合体(I)においては、特に制限されないが、重合体ブロック(B)中の3,4−結合単位および1,2−結合単位の含有量の合計が90モル%以下であることが好ましく、この範囲であれば、得られるブロック共重合体(I)のガラス転移温度(Tg)が高くなりすぎることがなく、該ブロック共重合体(I)を含有する樹脂組成物を用いた発泡成形体の柔軟性を保持することができる。
なお、重合体ブロック(B)がブタジエンのみからなる場合には、前記の「3,4−結合単位および1,2−結合単位の含有量の合計が20モル%以上」とは「1,2−結合単位の含有量が20モル%以上」と読み替えて適用する。
【0024】
重合体ブロック(B)中の3,4−結合単位および1,2−結合単位の含有量の合計は20モル%以上であることが好ましく、高い制振性が発現される観点から、より好ましくは30〜90モル%、さらに好ましくは40〜85モル%であり、特に好ましくは50〜85
モル%であり、最も好ましくは55〜85
モル%である。3,4−結合単位および1,2−結合単位の含有量は、実施例に記載の方法に従って、
1H−NMR測定によって算出した値である。
なお、本明細書において、重合体ブロック(B)がイソプレン単位を含む場合は3,4−結合単位および1,2−結合単位の含有量の合計をビニル結合含有量といい、重合体ブロック(B)がブタジエン単位からなる場合は、1,2−結合単位の含有量をビニル結合含有量という場合がある。
【0025】
(重合体ブロック(B)のメチレン連鎖長の平均値)
重合体ブロック(B)は、水素添加率が100モル%である構造に見立てたとき、共役ジエン化合物およびイソブチレンからなる群から選択される少なくとも1種に由来する構造単位の主鎖のメチレン連鎖長の平均値(以下、平均メチレン連鎖長と称することがある。)が1.0〜6.0であることが好ましい。ここで、メチレン連鎖長とは、−CH
2−で表されるメチレン基がどの程度連続して結合しているかを表すものである。
特に、重合体ブロック(B)が水素添加されている場合は、平均メチレン連鎖長が6.0を超えると、結晶化しやすくなり、制振性が低下し、遮音性が低下する。同様の観点から、該平均メチレン連鎖長は、より好ましくは1.0〜5.0、より好ましくは1.0〜4.0、さらに好ましくは1.0〜3.5、よりさらに好ましくは1.3〜3.0、特に好ましくは1.3〜2.5、最も好ましくは1.5〜2.2である。
平均メチレン連鎖長について、以下に構造を示しながら説明する。
【0027】
(重合体ブロック(B)における主鎖のエチレン単位1つ当たりが有する側鎖の置換基定数(ν)の平均値)
重合体ブロック(B)は、水素添加率が100モル%である構造に見立てたとき、主鎖のエチレン単位1つ当たりが有する側鎖の置換基定数(ν)の平均値(以下、平均置換基定数と称することがある。)が0.25〜1.1であることが好ましい。ここで、主鎖のエチレン単位1つ当たりが有する側鎖の平均置換基定数とは、側鎖になっている置換基の嵩高さの平均値を示すものであり、置換基定数(ν)については、「Journal of the American Chemical Society」(1975年)、第97巻、p.1552-1556を参照することができる。特に、重合体ブロック(B)が水素添加されている場合は、該平均置換基定数が0.25以上であることにより、制振性が高くなると共に、遮音性が高くなり、1.1以下であることにより、主鎖の剛直性が出ることを抑制でき、制振性が高くなり、遮音性が高くなる。同様の観点から、該平均置換基定数は、より好ましくは0.30〜0.55、さらに好ましくは0.33〜0.55、特に好ましくは0.33〜0.50である。
置換基定数(ν)について、具体例を下記表1に示すが、これ以外にも、「Journal of the American Chemical Society」(1975年)、第97巻、p.1552-1556および「Journal of Organic Chemistry 」(1976年)、第41巻、p.2217-2220に記載の値を利用することができる。
【0029】
平均置換基定数は、各側鎖の置換基定数(ν)の平均値を算出することで求められる。例えば、前記共役ジエン化合物がイソプレンであり、1,4−結合単位と3,4−結合単位の含有比率が40/60(モル比)である場合、平均置換基定数は0.47となるが、以下の様にして求めることができる。
【0031】
また、前記共役ジエン化合物がブタジエンであり、1,4−結合単位と1,2−結合単位の含有比率が23/77(モル比)である場合、平均置換基定数は0.35となるが、以下の様にして求めることができる。
【0033】
また、前記共役ジエン化合物がイソプレンとブタジエン(モル比:50/50)の混合物であり、イソプレンにおける1,4−結合単位と3,4−結合単位の含有比率が40/60(モル比)であり、ブタジエンにおける1,4−結合単位と1,2−結合単位の含有比率が40/60(モル比)である場合、平均置換基定数は0.36となるが、以下の様にして求めることができる。
【0035】
また、前記共役ジエン化合物が主にイソプレンであるが、スチレンを12モル%含有している場合、イソプレンにおける1,4−結合単位と3,4−結合単位の含有比率が40/60(モル比)である場合、平均置換基定数は0.48となるが、以下の様にして求めることができる。
【0037】
また、ブロック共重合体(I)が有する前記重合体ブロック(B)の合計のピークトップ分子量(Mp)は、制振性、遮音性、およびガス抜け性などの観点から、水素添加前の状態で、好ましくは12,000〜480,000であり、より好ましくは32,000〜430,000であり、さらに好ましくは52,000〜380,000であり、特に好ましくは62,000〜330,000である。
【0038】
重合体ブロック(B)は、本発明の目的および効果の妨げにならない限り、イソプレン単位、ブタジエン単位以外の他の重合性の単量体に由来する構造単位を含有していてもよい。該他の重合性の単量体としては、例えばスチレン、α−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−t−ブチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、ビニルナフタレンおよびビニルアントラセンなどの芳香族ビニル化合物、並びにメタクリル酸メチル、メチルビニルエーテル、N−ビニルカルバゾール、ピネン、8,9−p−メンテン、ジペンテン、メチレンノルボルネン、2−メチレンテトラヒドロフランなどからなる群から選択される少なくとも1種の化合物が好ましく挙げられる。該他の重合性の単量体に由来する構造単位の含有量は、重合体ブロック(B)の合計質量に基づいて、通常は好ましくは30質量%以下、より好ましくは10質量%以下である。
重合体ブロック(B)がイソプレン単位、ブタジエン単位以外の他の重合体の単量体に由来する構造単位を含有する場合、その結合形態は特に制限はなく、ランダム、テーパー状のいずれでもよい。
【0039】
本発明のブロック共重合体(I)は、上記重合体ブロック(B)を少なくとも1つ有していればよい。ブロック共重合体(I)が重合体ブロック(B)を2つ以上有する場合には、それら重合体ブロック(B)は、同一であっても異なっていてもよい。
【0040】
ブロック共重合体(I)は、破断強さなどの力学特性、耐熱性、耐候性、および後述するオレフィン系重合体(II)との相溶性の観点から、重合体ブロック(B)中に炭素−炭素二重結合を有する脂肪族炭化水素に由来する構造単位を含むものであることが好ましく、炭素−炭素二重結合を有する脂肪族炭化水素に由来する構造単位は、水素添加されていない未水添のものであってもよく、水素添加されたものであってもよい。
本願明細書において、ブロック共重合体(I)のうち、重合体ブロック(B)が炭素−炭素二重結合を有する脂肪族炭化水素に由来する構造単位を含むものであり、この炭素−炭素二重結合が未水添のものである場合はブロック共重合体(I−N)と表す場合があり、炭素−炭素二重結合が水素添加されたものである場合は水添ブロック共重合体(I−H)と表す場合がある。全重合体ブロック(B)中の炭素−炭素二重結合の水素添加率は、好ましくは70モル%以上、より好ましくは80モル%以上、さらに好ましくは85モル%以上、よりさらに好ましくは90モル%以上であり、好ましくは99モル%以下である。重合体ブロック(B)が有する炭素−炭素二重結合の水素添加率が70モル%以上である場合には、水素添加することによって、破断強さなどの力学物性を損なうことなく、耐熱性、耐候性およびオレフィン系重合体(II)との相溶性も良好となる。
また、全重合体ブロック(B)中の炭素−炭素二重結合の水素添加率は、50モル%以下であってもよく、好ましくは10モル%以下、より好ましくは5モル%以下、さらに好ましくは3モル%以下である。重合体ブロック(B)が有する炭素−炭素二重結合の水素添加率が10モル%以下の場合は、制振性、遮音性、ガス抜け性、接着性が良好であり、軽量化を実現できるとともに、破断強さなどの力学物性を保持した発泡成形体が得られる。
なお、上記の水素添加率は、水添ブロック共重合体(I−H)の重合体ブロック(B)の炭素−炭素二重結合を有する脂肪族炭化水素に由来する構造単位中の炭素−炭素二重結合量を、
1H−NMRスペクトルを用いて算出した値であり、より詳細には、水素添加後のブロック共重合体(I−H)とその前駆体である水素添加していないブロック共重合体(I−N)について
1H−NMR測定を行い、水素添加前後の共役ジエン重合体ブロックの炭素−炭素二重結合に由来するピーク面積比の減少率から水素添加率を求めることができる。水素添加率の測定には、例えば、核磁気共鳴装置「ADVANCE 400 NanoBay」(Bruker社製)を使用することができ、溶媒としては、例えばCDCl
3を使用することができる。
【0041】
(重合体ブロック(A)と重合体ブロック(B)の結合様式)
ブロック共重合体(I)は、重合体ブロック(A)と重合体ブロック(B)とが結合している限りは、その結合形式は限定されず、直鎖状、分岐状、放射状、またはこれらの2つ以上が組合わさった結合様式のいずれでもよい。中でも、重合体ブロック(A)と重合体ブロック(B)の結合形式は直鎖状であることが好ましく、その例としては重合体ブロック(A)をAで、また重合体ブロック(B)をBで表したときに、A−Bで示されるジブロック共重合体、A−B−AまたはB−A−Bで示されるトリブロック共重合体、A−B−A−Bで示されるテトラブロック共重合体、A−B−A−B−AまたはB−A−B−A−Bで示されるペンタブロック共重合体、(A−B)nX型共重合体(Xはカップリング剤残基を表し、nは3以上の整数を表す)などを挙げることができる。中でも、直鎖状のトリブロック共重合体、またはジブロック共重合体が好ましく、A−B−A型のトリブロック共重合体が、樹脂組成物の柔軟性、製造の容易性などの観点から好ましく用いられる。
ここで、本明細書においては、同種の重合体ブロックが二官能のカップリング剤などを介して直線状に結合している場合、結合している重合体ブロック全体は一つの重合体ブロックとして取り扱われる。これに従い、上記例示も含め、本来、厳密にはY−X−Y(Xはカップリング残基を表す)と表記されるべき重合体ブロックは、特に単独の重合体ブロックYと区別する必要がある場合を除き、全体としてYと表示される。本明細書においては、カップリング剤残基を含むこの種の重合体ブロックを上記のように取り扱うので、例えば、カップリング剤残基を含み、厳密にはA−B−X−B−A(Xはカップリング剤残基を表す)と表記されるべきブロック共重合体はA−B−Aと表記され、トリブロック共重合体の一例として取り扱われる。
【0042】
(ブロック共重合体(I)のtanδのピークトップ温度)
ブロック共重合体(I)は、JIS K7244−10(2005年)に準拠し、詳細には、後述する実施例に記載された方法によって、試験片を作製し、この試験片の厚み1mm、歪み量0.1%、周波数1Hz、測定温度−70〜70℃、昇温速度3℃/分の条件で測定したtanδのピークトップ温度が−50〜50℃であり、好ましくは−40〜40℃、より好ましくは−30〜30℃、さらに好ましくは−25〜25℃である。
前記tanδのピークトップ温度が−50℃未満では、実使用環境下において、充分な制振性、遮音性が得られず、50℃を超えると、望ましい接着性、硬度の要求を満たすことができないため好ましくない。
ブロック共重合体(I)のtanδのピークトップ温度は、制振性、遮音性に大きく寄与する。tanδ(損失正接)は、動的粘弾測定における周波数1Hzにおける損失弾性率/貯蔵弾性率の比であり、tanδのピークトップ温度が−50〜50℃の範囲に存在すると、ブロック共重合体(I)を含む樹脂組成物の発泡成形体の制振性、遮音性が向上することができる。
【0043】
(ブロック共重合体(I)のピークトップ分子量)
ブロック共重合体(I)のゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる標準ポリスチレン換算で求めたピークトップ分子量が30,000〜500,000であり、好ましくは50,000〜450,000であり、より好ましくは70,000〜400,000であり、さらに好ましくは80,000〜350,000であり、特に好ましくは90,000〜300,000である。ブロック共重合体(I)のピークトップ分子量が30,000未満であると、該ブロック共重合体(I)を含有する樹脂組成物を用いた発泡成形体の制振性、遮音性が低下し、破断強さなどの力学物性を維持することができず、500,000を超えると、該ブロック共重合体(I)を含有する樹脂組成物を用いた発泡成形体のガス抜け性が低下し、所望の軽量化を実現することが困難になる。
【0044】
(ブロック共重合体(I)の重量平均分子量(Mw))
ブロック共重合体(I)の重量平均分子量は、好ましくは80,000〜700,000であり、より好ましくは90,000〜600,000であり、さらに好ましくは100,000〜500,000であり、特に好ましくは110,000〜400,000であり、最も好ましくは120,000〜350,000である。
本発明のブロック共重合体(I)は、重量平均分子量が上記範囲内であることにより、破断強さなどの力学的特性を維持でき、良好なガス抜け性、軽量化を実現できるとともに、制振性および遮音性を向上することができる。
【0045】
ブロック共重合体(I)の分子量分布(重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn))に特に制限はないが、1.0〜1.8が好ましく、より好ましくは1.0〜1.6、さらに好ましくは1.0〜1.4である。ブロック共重合体(I)の分子量分布がこの範囲内であると、力学物性を維持でき、且つ、得られる発泡成形体から低分子成分がブリードアウトしにくい。
【0046】
(ブロック共重合体(I)の重合体ブロック(B)に由来するガラス転移温度)
ブロック共重合体(I)の重合体ブロック(B)に由来するガラス転移温度(Tg)は、制振性の観点から、好ましくは−50〜50℃、より好ましくは−45〜20℃、さらに好ましくは−40〜15℃、特に好ましくは−35〜10℃である。なお、本明細書におけるガラス転移温度とは、示差走査型熱量計にて昇温速度10℃/分で測定したガラス転移温度を意味する。ガラス転移温度は、より具体的には、実施例に記載の通りである。
【0047】
ブロック共重合体(I)は、本発明の目的および効果を損なわない限り、分子鎖中および/または分子末端に、カルボキシル基、水酸基、酸無水物基、アミノ基、エポキシ基などの官能基を、1種または2種以上を有していてもよく、また官能基を有さないものであってもよい。
【0048】
(ブロック共重合体(I)の製造方法)
ブロック共重合体(I)は、溶液重合法、乳化重合法または固相重合法などにより製造することができる。中でも溶液重合法が好ましく、例えば、アニオン重合、カチオン重合などのイオン重合法、ラジカル重合法などの公知の方法を適用できる。中でも、アニオン重合法が好ましい。アニオン重合法では、溶媒、アニオン重合開始剤、および必要に応じてルイス塩基の存在下、芳香族ビニル化合物、炭素−炭素二重結合を有する脂肪族炭化水素化合物を逐次添加して重合を行なった後、必要に応じてカップリング剤を添加して反応させ、アルコール類、カルボン酸類、水などの活性水素化合物を添加して重合反応を停止させ、未水添のブロック共重合体(I−N)を得ることができる。
その後、必要に応じて、得られたブロック共重合体を不活性有機溶媒中で水添触媒の存在下に水素添加反応(水添反応)を行なうことにより、水添ブロック共重合体(I−H)を得ることができる。水素添加反応は、水素圧力を0.1〜20MPa、好ましくは0.5〜15MPa、より好ましくは0.5〜5MPa、反応温度を20〜250℃、好ましくは50〜180℃、より好ましくは70〜180℃、反応時間を通常0.1〜100時間、好ましくは1〜50時間として実施することができる。
水添触媒としては、例えば、ラネーニッケル;Pt、Pd、Ru、Rh、Niなどの金属をカーボン、アルミナ、珪藻土などの単体に担持させた不均一系触媒;遷移金属化合物とアルキルアルミニウム化合物、アルキルリチウム化合物などとの組み合わせからなるチーグラー系触媒;メタロセン系触媒などが挙げられる。
【0049】
上記方法において重合開始剤として使用し得る有機リチウム化合物としては、例えばメチルリチウム、エチルリチウム、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウム、ペンチルリチウムなどが挙げられる。また、重合開始剤として使用し得るジリチウム化合物としては、例えばナフタレンジリチウム、ジリチオヘキシルベンゼンなどが挙げられる。
前記カップリング剤としては、例えば安息香酸フェニル、安息香酸エチル、酢酸エチル、酢酸メチル、ピバリン酸メチル、ピバリン酸フェニル、ピバリン酸エチル、α,α'−ジクロロ−o−キシレン、α,α'−ジクロロ−m−キシレン、α,α'−ジクロロ−p−キシレン、ビス(クロロメチル)エーテル、ジブロモメタン、ジヨードメタン、フタル酸ジメチル、ジクロロジメチルシラン、ジクロロジフェニルシラン、トリクロロメチルシラン、テトラクロロシラン、ジビニルベンゼンなどが挙げられる。これらの重合開始剤およびカップリング剤の使用量は、目的とするブロック共重合体(I)の所望とするピークトップ分子量により適宜決定される。通常は、アルキルリチウム化合物、ジリチウム化合物などの開始剤は、重合に用いる芳香族ビニル化合物、ブタジエン、イソプレンなどの単量体の合計100質量部あたり0.01〜1質量部の割合で用いられるのが好ましく、カップリング剤を使用する場合は、前記単量体の合計100質量部あたり0.001〜1質量部の割合で用いられるのが好ましい。
【0050】
溶媒としては、アニオン重合反応に悪影響を及ぼさなければ特に制限はなく、例えば、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、n−ヘキサン、n−ペンタンなどの脂肪族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素などが挙げられる。また、重合反応は、通常−50〜100℃、好ましくは−20〜80℃の温度で、0.5〜50時間、好ましくは1〜30時間行う。
【0051】
また、ブロック共重合体(I)の重合体ブロック(B)が炭素−炭素二重結合を有する脂肪族炭化水素に由来する構造単位を含み、炭素−炭素二重結合を有する脂肪族炭化水素に由来する構造単位が共役ジエンに由来する構造単位である場合には、重合の際に共触媒としてルイス塩基を添加する方法により、重合体ブロック(B)の3,4−結合および1,2−結合の含有量を高めることができる。
用いることのできるルイス塩基としては、例えば、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル類、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテルなどのグリコールエーテル類、トリエチルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチレンジアミン、N−メチルモルホリンなどのアミン類などが挙げられる。これらのルイス塩基は、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
ルイス塩基の添加量は、ブロック共重合体(I)の重合体ブロック(B)が共役ジエンに由来する構造単位を含む場合には、重合体ブロック(B)を構成するイソプレン単位および/またはブタジエン単位のビニル結合含有量をどの程度に制御するかにより決定される。そのため、ルイス塩基の添加量に厳密な意味での制限はないが、重合開始剤として用いられるアルキルリチウム化合物またはジリチウム化合物に含有されるリチウム1グラム原子あたり、通常0.1〜1,000モル、好ましくは1〜100モルの範囲内で用いるのが好ましい。
【0052】
このようにして得られたブロック共重合体(I)は、重合反応液をメタノールなどに注ぐことにより凝固させた後、加熱または減圧乾燥させるか、重合反応液をスチームと共に熱水中に注ぎ、溶媒を共沸させて除去するいわゆるスチームストリッピングを施した後、加熱または減圧乾燥することにより取得することができる。
【0053】
(オレフィン系重合体(II))
オレフィン系重合体(II)としては、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体(以下、「EPDM」と略称することがある。)ゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合体(以下、「EVA」と略称することがある。)およびポリエチレン系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種のオレフィン系重合体(II)である。エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴムとして、使用可能なジエンは、1,4−ヘキサジエン、1,6−オクタジエン、2−メチル−1,5−ヘキサジエン、6−メチル−1,6−ヘプタジエン、7−メチル−1,6−オクタジエンなどの鎖状非共役ジエン;シクロヘキサジエン、ジクロロペンタジエン、メチルテトラヒドロインデン、5−ビニルノルボルネン、5−エチリデン−2−ノルボルネン、5−メチレン−2−ノルボルネン、5−イソプロピリデン−2−ノルボルネン、6−クロロメチル−5−イソプロペニル−2−ノルボルネンなどの環状非共役ジエン;2,3−ジイソプロピリデン−5−ノルボルネン、2−エチリデン−3−イソプロピリデン−5−ノルボルネン、2−プロペニル−2,2−ノルボルナジエン、1,3,7−オクタトリエン、1,4,9−デカトリエンなどのトリエンなどが挙げられる。
【0054】
エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)は、特に制限はないが、酢酸ビニルの含有量が、EVAの全質量に対して、好ましくは5〜45質量%、より好ましくは10〜40質量%であり、さらに好ましくは15〜35質量%である。EVAの酢酸ビニルの含有量が低いと得られる樹脂組成物が硬くなる傾向があり、EVAの酢酸ビニルの含有量が高いと十分に架橋されず、発泡成形体の力学強度が不十分となる傾向がある。EVAの酢酸ビニルの含有量が5〜45質量%であれば、ブロック共重合体(I)およびオレフィン系重合体(II)を含む樹脂組成物から得られる発泡成形体は、適度な柔軟性を有し、制振性、遮音性、ガス抜け性、パネルなどの他部材との接着性が良好であり、軽量化を実現できるとともに、破断強さなどの力学物性を保持できる。
また、EVAのJIS K7210(2014年)に準拠して測定したメルトフローレート(MFR)は、好ましくは0.3g/10分以上、より好ましくは0.5〜80.0g/10分、さらに好ましくは1.0〜50.0g/10分であり、特に好ましくは1.2〜30.0g/10分である。なお、MFRは、190℃、荷重21.18Nの条件で測定されたものである。EVAのメルトフローレートが上記範囲であると、成形性が良好となる。
【0055】
ポリエチレン系樹脂は、本明細書において、エチレン−酢酸ビニル共重合体を含有するものを除くポリエチレン系樹脂を意味する。
ポリエチレン系樹脂としては、例えば、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレンなどのエチレンの単独重合体;エチレン/ブテン−1共重合体、エチレン/ヘキセン共重合体、エチレン/ヘプテン共重合体、エチレン/オクテン共重合体、エチレン/4−メチルペンテン−1共重合体、エチレン/酢酸ビニル共重合体、エチレン/アクリル酸共重合体、エチレン/アクリル酸エステル共重合体、エチレン/メタクリル酸共重合体、エチレン/メタクリル酸エステル共重合体などのエチレン系共重合体が挙げられる。
ポリエチレン系樹脂のエチレンに由来する構造単位の含有量は、ブロック共重合体(I)およびオレフィン系重合体(II)を含む樹脂組成物から得られる発泡成形体の適度な柔軟性、制振性、および遮音性の観点から、ポリエチレン系樹脂の全構造単位の基準に対して、好ましくは30〜100モル%、より好ましくは50〜100モル%、さらに好ましくは80〜100モル%である。
【0056】
樹脂組成物中のオレフィン系重合体(II)とブロック共重合体(I)との含有割合[オレフィン系重合体(II)/ブロック共重合体(I)]は、質量比で、好ましくは1/99〜99/1である。当該質量比[オレフィン系樹脂(II)/ブロック共重合体(I)]は、より好ましくは5/95〜95/5、さらに好ましくは10/90〜80/20、よりさらに好ましくは10/90〜60/40、特に好ましくは10/90〜45/55である。この範囲であれば、該ブロック共重合体(I)およびオレフィン系重合体(II)を含む樹脂組成物から得られる発泡成形体は、制振性、遮音性、ガス抜け性、パネルなどの他部材との接着性が良好であり、軽量化を実現できるとともに、破断強さなどの力学物性を保持できる。
樹脂組成物(100質量%)中における、ブロック共重合体(I)およびオレフィン系重合体(II)の合計含有量は、好ましくは50質量%以上が好ましく、より好ましくは80質量%以上がより好ましく、さらに好ましくは90質量%以上、よりさらに好ましくは95質量%以上である。
【0057】
(架橋剤(III))
架橋剤(III)としては、例えばラジカル発生剤、硫黄および硫黄化合物などが挙げられる。
ラジカル発生剤としては、例えば、ジクミルペルオキシド、ジt−ブチルペルオキシド、t−ブチルクミルペルオキシドなどのジアルキルモノペルオキシド;2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキシン−3、ビス(t−ブチルジオキシイソプロピル)ベンゼン、1,1−ビス(t−ブチルペルオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、n−ブチル−4,4−ビス(t−ブチルペルオキシ)バレレートなどのジペルオキシド;ベンゾイルペルオキシド、p−クロロベンゾイルペルオキシド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキシドなどのジアシルペルオキシド;t−ブチルペルオキシベンゾエートなどのモノアシルアルキルペルオキシド;t−ブチルペルオキシイソプロピルカーボネートなどの過炭酸;ジアセチルペルオキシド、ラウロイルペルオキシドなどのジアシルペルオキシドなどの有機過酸化物が挙げられる。これらは1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。中でも、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキサン、ジクミルペルオキシドが反応性の観点から好ましい。
ラジカル発生剤を用いる場合、その含有量は、ブロック共重合体(I)とオレフィン系重合体(II)の合計100質量部に対して、好ましくは0.01〜15質量部、より好ましくは0.05〜10質量部、さらに好ましくは0.1〜5質量部、特に好ましくは0.1〜3質量部である。
【0058】
硫黄化合物としては、例えば、一塩化硫黄、二塩化硫黄などが挙げられる。
硫黄または硫黄化合物を含有する場合、その含有量は、ブロック共重合体(I)とオレフィン系重合体(II)の合計100質量部に対して、好ましくは0.1〜20質量部、より好ましくは0.5〜10質量部、さらに好ましくは1〜10質量部である。
【0059】
架橋剤(III)としては、その他に、アルキルフェノール樹脂、臭素化アルキルフェノール樹脂などのフェノール系樹脂;p−キノンジオキシムと二酸化鉛、p,p’−ジベンゾイルキノンジオキシムと四酸化三鉛の組み合わせなども使用することができる。
【0060】
樹脂組成物は、架橋剤(III)のほかに、架橋助剤、架橋促進剤を含んでいてもよい。
架橋助剤としては、公知の架橋助剤を使用することができ、例えば、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメリット酸トリアリルエステル、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸トリアリルエステル、トリアリルイソシアヌレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、1,9−ノナンジオールジメタクリレート、1,10−デカンジオールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ジビニルベンゼン、グリセロールジメタクリレート、2−ヒドロキシ−3−アクリロイルオキシプロピルメタクリレートなどの多官能性単量体;塩化第一錫、塩化第二鉄、有機スルホン酸、ポリクロロプレン、クロロスルホン化ポリエチレンなどが挙げられる。中でも、トリアリルイソシアヌレートが好ましい。
架橋助剤は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
架橋助剤を含有する場合、その含有量は、ブロック共重合体(I)とオレフィン系重合体(II)の合計100質量部に対して、好ましくは0.1〜40質量部、より好ましくは0.5〜20質量部、さらに好ましくは2〜20質量部である。
【0061】
架橋促進剤としては、例えば、N,N−ジイソプロピル−2−ベンゾチアゾール−スルフェンアミド、2−メルカプトベンゾチアゾール、2−(4−モルホリノジチオ)ベンゾチアゾールなどのチアゾール類;ジフェニルグアニジン、トリフェニルグアニジンなどのグアニジン類;ブチルアルデヒド−アニリン反応物、ヘキサメチレンテトラミン−アセトアルデヒド反応物などのアルデヒド−アミン系反応物またはアルデヒド−アンモニア系反応物;2−メルカプトイミダゾリンなどのイミダゾリン類;チオカルバニリド、ジエチルウレア、ジブチルチオウレア、トリメチルチオウレア、ジオルソトリルチオウレアなどのチオウレア類;ジベンゾチアジルジスルフィド;テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド、ペンタメチレンチウラムテトラスルフィドなどのチウラムモノスルフィド類またはチウラムポリスルフィド類;ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛、エチルフェニルジチオカルバミン酸亜鉛、ジメチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジメチルジチオカルバミン酸セレン、ジエチルジチオカルバミン酸テルルなどのチオカルバミン酸塩類;ジブチルキサントゲン酸亜鉛などのキサントゲン酸塩類;亜鉛華などが挙げられる。架橋促進剤は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0062】
(発泡剤(IV))
発泡剤(IV)、例えば、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、亜硝酸アンモニウム、水素化ホウ素ナトリウム、アジド類などの無機系発泡剤;N,N’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、N,N’−ジメチル−N,N’−ジニトロソテレフタルアミドなどのN−ニトロソ系化合物;アゾビスイソブチロニトリル、アゾジカルボンアミド、バリウムアゾジカルボキシレートなどのアゾ系化合物;トリクロロモノフルオロメタン、ジクロロモノフルオロメタンなどのフッ化アルカン;パラトルエンスルホニルヒドラジド、ジフェニルスルホン−3,3’−ジスルホニルヒドラジド、4,4’−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)、アリルビス(スルホニルヒドラジド)などのスルホニルヒドラジン系化合物;p−トルイレンスルホニルセミカルバジド、4,4’−オキシビス(ベンゼンスルホニルセミカルバジド)などのスルホニルセミカルバジド系化合物;5−モルホリル−1,2,3,4−チアトリアゾールなどのトリアゾール系化合物などの有機系発泡剤;イソブタン、ペンタンなどの加熱膨張性化合物が、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルなどの熱可塑性樹脂からなるマイクロカプセルに封入された熱膨張性微粒子などを挙げることができる。これらは1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0063】
発泡剤の含有量は、ブロック共重合体(I)とオレフィン系重合体(II)の合計100質量部に対して、好ましくは0.1〜30質量部、より好ましくは0.2〜25質量部、さらに好ましくは0.5〜20質量部、特に好ましくは0.5〜10質量部である。
【0064】
(その他の成分)
樹脂組成物は、さらに他の熱可塑性重合体を含有してなるものであってもよい。他の熱可塑性重合体としては、例えば、ポリフェニレンエーテル系樹脂;ポリアミド6、ポリアミド6・6、ポリアミド6・10、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド6・12、ポリヘキサメチレンジアミンテレフタルアミド、ポリヘキサメチレンジアミンイソフタルアミド、キシレン基含有ポリアミドなどのポリアミド系樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂;ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチルなどのアクリル系樹脂;ポリオキシメチレンホモポリマー、ポリオキシメチレンコポリマーなどのポリオキシメチレン系樹脂;スチレン単独重合体、アクリロニトリル−スチレン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂などのスチレン系樹脂;ポリカーボネート樹脂;スチレン/ブタジエン共重合体ゴム、スチレン/イソプレン共重合体ゴムなどのスチレン系エラストマーおよびその水素添加物またはその変性物;天然ゴム;クロロプレンゴム;アクリルゴム;アクリロニトリル・ブタジエンゴム;エピクロロヒドリンゴム;シリコーンゴム;クロロスルホン化ポリエチレン;ウレタンゴム;ポリウレタン系エラストマー;ポリアミド系エラストマー;ポリエステル系エラストマー;軟質塩化ビニル樹脂などが挙げられる。
【0065】
(その他の添加剤)
樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲であれば、さらに各種添加剤を含有するものであってもよい。かかる添加剤としては、例えば加工助剤、補強剤、充填剤、可塑剤、連通気泡剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、滑剤、帯電防止剤、防菌剤、防かび剤、分散剤、着色剤、発泡助剤などが挙げられる。
【0066】
樹脂組成物は、必要に応じて加工助剤を含有してもよい。加工助剤は、加工性の改良、充填剤の分散の促進などの作用を示す。加工助剤としては、例えば、ステアリン酸及びその塩、脂肪酸アミドなどが挙げられる。
加工助剤を含有する場合、樹脂組成物中の加工助剤の含有量は、ブロック共重合体(I)とオレフィン系重合体(II)の合計100質量部に対して、通常0.1〜5質量部、好ましくは0.5〜4質量部である。
【0067】
補強剤および/または充填剤としては、例えば、タルク、シリカ、アルミナ、マイカ、チタニア、酸化亜鉛、ゼオライト、炭酸カルシウム(例えば、重質炭酸カルシウム)、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウムなどの、金属酸化物、複合酸化物、金属炭酸塩、金属硫酸塩、金属水酸化物、カーボンブラックなどが挙げられる。
補強剤および/または充填剤を含有する場合、樹脂組成物中の補強剤および/または充填剤の含有量は、ブロック共重合体(I)とオレフィン系重合体(II)の合計100質量部に対して、通常10〜200質量部、好ましくは20〜180質量部、より好ましくは30〜160質量部である。補強剤および/または充填剤の含有量が上記範囲内であると、成形加工性が良好となり、樹脂組成物から得られた発泡成形体の破断強さなどの力学物性を保持できる。
【0068】
可塑剤としては、例えば、パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイルなどの石油系プロセスオイル;芳香族系プロセスオイル;ジオクチルフタレート、ジブチルフタレートなどのフタル酸誘導体;フタル酸ジ2−エチルヘキシル、フタル酸ジヘキシル、フタル酸ジノニル、アジピン酸ジ2−エチルヘキシル、アジピン酸ジオクチル、アジピン酸ジノニル等のエステル系の可塑剤;ホワイトオイル;ミネラルオイル;落花生油、ロジンなどの植物油系可塑剤;流動パラフィン;エチレンとα−オレフィンとの液状コオリゴマー、液状ポリブテン、液状ポリブタジエン、液状ポリイソプレン、液状ポリイソプレン/ブタジエン共重合体、液状スチレン/ブタジエン共重合体、液状スチレン/イソプレン共重合体などの合成可塑剤などが挙げられる。
可塑剤を含有する場合、その含有量は、樹脂組成物の総量100質量部に対して好ましくは0.5〜200質量部、より好ましくは0.5〜100質量部、さらに好ましくは1〜50質量部、特に好ましくは1.5〜25質量部、最も好ましくは1.5〜10質量部である。
【0069】
熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤など(以下、これらを「酸化防止剤など」と総称することがある。)としては、例えばアミン系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤および硫黄系酸化防止剤などが挙げられる。具体的には、フェニルブチルアミン、N,N’−ジ−2−ナフチル−p−フェニレンジアミンなどのアミン系酸化防止剤;ジブチルヒドロキシトルエン、テトラキス[メチレン(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ)ヒドロシンナメート]メタンなどのフェノール系酸化防止剤;ビス[2−メチル−4−(3−n−アルキルチオプロピオニルオキシ)−5−t−ブチルフェニル]スルフィドなどのチオエーテル系酸化防止剤;ジブチルジチオカルバミン酸ニッケルなどのジチオカルバミン酸塩系老化防止剤;2−メルカプトベンゾイルイミダゾール、2−メルカプトベンゾイミダゾールの亜鉛塩などのベンゾイミダゾール系酸化防止剤;ジラウリルチオジプロピオネート、ジステアリルチオジプロピオネートなどの硫黄系酸化防止剤などが挙げられる。これらの酸化防止剤は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0070】
酸化防止剤などを含有する場合、その含有量は、ブロック共重合体(I)とオレフィン系重合体(II)の合計100質量部に対して、通常0.01〜10質量部、好ましくは0.3〜7.0質量部、より好ましくは0.5〜5.0量部である。酸化防止剤などの含有量が上記範囲内であると、得られる発泡成形体の表面に析出物(ブルーム)が発生せず、加硫阻害を生じないため好ましい。
【0071】
[架橋方法]
樹脂組成物中、ブロック共重合体(I)同士、ブロック共重合体(I)とオレフィン系重合体(II)、またはオレフィン系重合体(II)同士は架橋されていることが好ましい。架橋方法としては、ブロック共重合体(I)およびオレフィン系重合体(II)に、架橋剤(III)、架橋助剤および架橋促進剤を適宜添加して混練する方法(架橋方法1)、樹脂架橋法(架橋方法2)、キノイド架橋法(架橋方法3)、活性エネルギー線などを用いる方法(架橋方法4)などが挙げられる。
【0072】
<架橋方法1について>
本発明の樹脂組成物では、ブロック共重合体(I)およびオレフィン系重合体(II)に、架橋剤(III)、架橋助剤および架橋促進剤を適宜添加して混練することで、ブロック共重合体(I)の重合体ブロック(B)とオレフィン系重合体(II)を架橋できる。
例えば、前記ラジカル発生剤などの架橋剤(III)と共に、必要に応じて、前記多官能性単量体などの架橋助剤と、ジベンゾチアジルジスルフィドおよびテトラメチルチウラムジスルフィド(いわゆるジスルフィド系化合物)などの架橋促進剤を用いてもよい。
かかる方法で架橋を行う場合、例えば、ラジカル発生剤および必要に応じて他の熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物を、加熱下で溶融混練する方法などが挙げられる。加熱温度は、好ましくは100〜230℃である。溶融混練は、押出機、ニーダー、ロール、プラストグラフなどの装置でバッチ式または連続式で行うことができる。かかる溶融混練工程により架橋反応が進行してもよい。また、架橋発泡体とする場合は、例えば、発泡反応と架橋反応を同時に進行させてもよい。その場合には、上記溶融混練時の加熱温度は、発泡剤の分解温度よりも低い温度で行うことができる。
【0073】
また、架橋剤(III)として硫黄または硫黄化合物を用いる場合は、チアゾール類、グアニジン類、ブチルアルデヒド−アニリン反応物、ヘキサメチレンテトラミン−アセトアルデヒド反応物、アルデヒド−アミン系反応物、チウラム系、ジチオカルバミン酸塩系などの架橋促進剤を併用するのが極めて好ましい。
かかる方法で架橋を行う場合、架橋剤(III)、架橋促進剤などをロール、バンバリーミキサーなどのミキサー類を用いて、好ましくは50〜250℃(より好ましくは80〜200℃)で混練後、好ましくは60℃以上(より好ましくは90〜250℃)で通常1分〜2時間(より好ましくは5分〜1時間)維持することによって架橋を形成することができる。
【0074】
<架橋方法2について>
樹脂架橋法による架橋方法では、架橋剤(III)としてアルキルフェノール樹脂、臭素化アルキルフェノール樹脂などのフェノール系樹脂を用い、架橋助剤として塩化第一錫、塩化第二鉄、有機スルホン酸、ポリクロロプレンまたはクロロスルホン化ポリエチレンなどを用いる。
かかる方法で架橋を行なう場合、架橋温度については、100〜250℃であるのが好ましく、より好ましくは130〜220℃である。樹脂架橋を行なう場合は、架橋促進剤を併用するのが極めて好ましい。
【0075】
<架橋方法3について>
キノイド架橋法による架橋方法では、架橋剤(III)としてp−キノンジオキシムと二酸化鉛、p,p’−ジベンゾイルキノンジオキシムと四酸化三鉛の組み合わせなどを用いる。
かかる方法で架橋を行なう場合、架橋温度については、90〜250℃であるのが好ましく、より好ましくは110〜220℃である。キノイド架橋を行なう場合は、架橋促進剤を併用するのが好ましい。
【0076】
<架橋方法4について>
活性エネルギー線による架橋方法で使用し得る活性エネルギー線としては、例えば、粒子線、電磁波、およびこれらの組み合わせが挙げられる。粒子線としては、電子線(EB)、α線などが挙げられ、電磁波としては、紫外線(UV)、可視光線、赤外線、γ線、X線などが挙げられる。これらの中でも、電子線(EB)または紫外線(UV)が好ましい。
照射時間および照射量に特に制限はなく、架橋の程度に合わせて任意に選択できる。
【0077】
[樹脂組成物の製造]
本発明に用いる樹脂組成物の製造方法に特に制限はなく、ブロック共重合体(I)、オレフィン系重合体(II)、架橋剤(III)、および必要に応じて配合されるその他の成分をヘンシェルミキサー、Vブレンダー、リボンブレンダー、タンブラーブレンダー、コニカルブレンダーなどの混合機を用いて混合することによって、またはその混合後、一軸押出機、二軸押出機、ニーダー、ロール混練機などにより溶融混練することによって製造することができる。溶融混練時の温度は、適宜設定することができるが、通常、好ましくは80〜300℃であり、より好ましくは100〜250℃である。
【0078】
[発泡成形体]
本発明の発泡成形体は上記樹脂組成物を発泡成形して得られる。本発明において、発泡方法としては、発泡剤の分解または反応により発泡させる化学的方法、超臨界発泡、水発泡などの物理的方法などが採用でき、それらの方法を併用してもよい。また、発泡成形体を製造する方法について特に制限はなく、射出発泡成形、押出発泡成形、プレス発泡成形など、発泡成形に通常用いられる方法が採用できる。
本発明の発泡成形体は、例えば、上記樹脂組成物に発泡剤(IV)をドライブレンドした樹脂組成物を、所望の形状をしたキャビティを備えた金型内に射出発泡成形することにより得られる。あるいは、該混合物を円柱状などの任意の形状に押出発泡成形し、成形物を所定の寸法に切断することにより所望の形状の発泡成形体を得ることができる。また、樹脂組成物を製造する際に各成分および発泡剤を溶融混練した樹脂組成物を用いて発泡成形することもできる。この場合、混練温度は発泡剤の分解温度以下であることが好ましい。
【0079】
<発泡成形体の製造方法>
発泡成形体の製造方法については、特に制限されない。発泡成形体の製造方法としては、例えば、溶融発泡成形法、固相発泡成形法などが挙げられる。
溶融発泡成形法は、加熱溶融させた樹脂組成物に気泡を生成させる方法であり、樹脂組成物を混練後、樹脂組成物中の発泡剤を発泡させながら成形する方法(二段法)、ガスを押出機に吹き込みながら連続成形する方法(一段法)などがあり、具体的には、射出発泡法、押出発泡法などが挙げられる。
固相発泡法は、樹脂組成物を溶融した後、固形化し、その後固形化した樹脂組成物に気泡を生成させる方法であり、具体的には、ビーズ発泡、プレス発泡などが挙げられる。
【0080】
発泡成形体は、樹脂組成物を架橋した後に発泡させてもよく、発泡した後に電子線などを照射して架橋させてもよく、発泡させつつ架橋させてもよい。
発泡成形体の気泡構造としては、気泡同士が接触していない独立気泡型でもよく、気泡同士が一部接触している連続気泡型でもよい。本明細書においては、連続気泡とは、気泡同士または外部とつながって相互に連続している気泡を連続気泡と称する。
独立気泡型の発泡成形体は、水分が浸入しにくく、防水性、防塵性、破断強度などの力学物性に優れる点で好ましい。
連続気泡型の発泡成形体は、発泡成形体を、接着剤などを用いて他部材と接着する際に、接着剤の浸透性が良好であり、特に接着剤が湿気硬化型の接着剤である場合には、連続気泡を通じて湿気を吸収して強固に接着することができるため好ましい。また、連続気泡型の発泡成形体は、接着剤を接着領域以外の部位に広がるのを防止するダムラバーなどに使用する場合に、発泡成形体の連続気泡に吸収して接着剤の無用な広がりを確実に防止することができ、湿気硬化型の接着剤などを用いる場合には、連続気泡を通じて空気中の湿気を供給することができるとともに、連続気泡を通じて二酸化炭素などのガスを外部に放出することができるため好ましい。
【0081】
発泡成形体の見掛け密度は、好ましくは20〜500kg/m
3である。発泡成形体の見掛け密度がこの範囲であると、軽量でありながら、優れた制振性、遮音性を発現でき、破断強さなどの力学物性も維持できる。形性、施工性も維持できる。
発泡成形体の見掛け密度は、より好ましくは30〜400kg/m
3、さらに好ましくは70〜300kg/m
3、よりさらに好ましくは110〜280kg/m
3、特に好ましくは120〜270kg/m
3であり、目的の周波数域などに応じて、見掛け密度を適宜設定することも可能である。
【0082】
発泡成形体の発泡倍率は、特に制限はなく、発泡成形体の発泡倍率は、1.3〜30倍であることが好ましい。発泡成形体の発泡倍率が1.3〜3.0倍であるときは、自動車用、船舶用、鉄道車両用、航空機用などの輸送機器のモール、ウェザーストリップスポンジ、グラスランチャンネルのような外装部材として好適に用いることができ、発泡成形体の発泡倍率が3.0倍を超えて30倍以下である場合には、輸送機器用のダムラバー、建築物用のダムラバー、断熱スポンジとして好適に用いることができる。
【0083】
[ダムラバー]
本発明の発泡成形体は、制振性、遮音性、ガス抜け性、パネルなどの他部材との接着性が良好であり、軽量化を実現できるとともに、破断強さなどの力学物性を維持できるため、ダムラバーに適用することができる。ここでダムラバーとは、自動車、船舶、鉄道車両、航空機などの輸送機器用または建築物用の開口部と、該開口部を防ぐガラスなどのパネルとを、接着剤を用いて接着する際に、接着剤が接着領域以外の部位に無用に広がるのを防止する部材をいう。
図1は、車体4の窓枠3に風防ガラスなどのパネル2を取り付ける取り付け構造の概略を示す図であり、
図2は、ダムラバー1をパネル2の内側面の周縁に配置する状態を示す図である。
図1に示すように、ダムラバー1は、パネル2と窓枠3とを接着する接着剤であるシーラント6が無用に広がるのを防止する。
図1において、パネル2と窓枠3の間にはモール5が配置され、窓枠3とパネル2の間隙を密閉する。ダムラバーの形態は、
図1に示す形態に限定されない。例えば、
図2に示すように、ダムラバー1は、断面矩形状の細長いひも状などに形成されていてもよく、ダムラバー1の一面に粘着面(図示略)が形成され、この粘着面に離型紙bが貼着されている状態のものであってもよい。この形態のダムラバー1は、例えば
図2に示すように、剥離紙bを剥がし、風防ガラスなどのパネル2の周縁部に貼着して用いられるものであってもよい。
【0084】
[ダムラバーとパネルとの複合体]
本発明は、上述のダムラバーとパネルとの複合体であってもよい。
例えば、自動車、船舶、鉄道車両、航空機などの輸送機器の機体または建築物の開口部に装着される風防ガラスなどのパネルには、ガラス板の少なくとも片面上にダイにより所定の形成に形成された樹脂枠体が装着されている場合があり、この樹脂枠体とともに、樹脂枠体とは別体として、ダムラバー部を押出し成形し、ダムラバーとパネルとの複合体として成形されたものであってもよい。
図3は、ダムラバーとパネルの複合体10を示し、ダムラバー11と樹脂枠体13とが、パネル12の少なくとも一方の片面(内側面)の周縁に沿って、押出し成形により一体的に形成されている。
このようにダムラバーがパネルと一体化されて複合体を構成している場合、パネルと別体で成形されたダムラバーのように、剥離紙を剥がしたり、パネルの周縁部に沿って、パネルの周縁部から一定の距離を保ってダムラバーを貼着できるように治具などを用いてダムラバーをパネルに貼着するダムラバーの貼り付け工程が不要となり、製造工程が合理化され、コストを削減することができ、かつ、生産性を向上させることができる。パネルは、ガラス製、金属製またはプラスチック製のパネルであることが好ましい。なかでも、パネルとして合わせガラスを用いることにより、合わせガラスと上述のダムラバーとの相乗効果により、より制振性及び遮音性に優れる複合体とすることができる。合わせガラスとしては特に限定されるものではなく、ガラス及び合わせガラス用中間膜からなる三層以上の構造の合わせガラスを好ましく用いることができる。
【0085】
[その他の製品]
本発明の発泡成形体は、ダムラバー、ダムラバーとパネルの複合体の他に、輸送機器用の断熱スポンジ、モール、ウェザーストリップスポンジ、グラスランチャンネルのような外装部材、自動車のドアガラスと昇降装置を結合するホルダー、その他にドアのシーリング材、窓枠材、床材などの建築用資材、自動車用などの輸送機器用のホース、産業機械用シール材、シート、家庭用ゴム製品などとして用いることができる。
【0086】
[音響透過損失を増大させる方法]
また、本発明の一態様において、芳香族ビニル化合物に由来する構造単位から主としてなる重合体ブロック(A)と、他の重合体ブロック(B)とを有し、JIS K7244−10(2005年)に準拠し、試験片の厚み1mm、歪み量0.1%、周波数1Hz、測定温度−70〜70℃、昇温速度3℃/分の条件で測定したtanδのピークトップ温度が−50〜50℃であるブロック共重合体であって、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる標準ポリスチレン換算で求めたピークトップ分子量が30,000〜500,000であるブロック共重合体(I)、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合体およびポリエチレン系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種のオレフィン系重合体(II)、架橋剤(III)および発泡剤(IV)を含有する樹脂組成物の発泡成形体をパネルに設置することによって、音響透過損失を増大させる方法を提供する。
上記の発泡成形体は、パネルに設置させることによって、パネルと他部材との接触部分において、固体電波音の伝わりを抑制して、遮音効果を増大させ、音響透過損失を増大させることができる。
発泡成形体の設置場所は、特に限定されないが、例えば、自動車、船舶、鉄道車両、航空機などの輸送用機器、建築物などの窓枠に、ガラス製などのパネルが設置される場合には、パネルと窓枠と間に発泡成形体が介在するように設置されることが好ましい。例えば、自動車用の車体に形成された窓枠部分と、ガラス製などのパネルの間に発泡成形体が設置される場合には、自動車の車体を構成する金属と、パネルを構成するガラスと2つの異なる材質の部材との間で、特定の音域の音が部材間透過してしまい、音響透過損失が低減する場合がある。窓枠とパネルとの間に発泡成形体が介在するように、パネルに発泡成形体を設置することによって、窓枠とパネルとの2つの部材間の気密性を高めるとともに、吸音材としての効果を発揮し、音響透過損失を増大させて、遮音効果を高めることができる。また、本発明の発泡成形体をパネルに設置して複合体にすることにより、パネルのコインシデンス効果が発生する周波数領域における音響透過損失を増大させることができる。これは、本発明の発泡成形体が、パネルのコインシデンス効果が発生する周波数領域の屈曲振動を抑制し、入射音波の振動との共振を抑えることによる。
【実施例】
【0087】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。なお、物性測定は、以下に示す方法で行った。
【0088】
(1)ピークトップ分子量(Mp)、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)および分子量分布(Mw/Mn)
下記条件のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定により、ブロック共重合体(I)のポリスチレン換算のピークトップ分子量(Mp)、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分子量分布(Mw/Mn)を求めた。
なお、重合体ブロック(A)として、重合体ブロック(A1)と重合体ブロック(A2)の2つ以上を含有する場合、重合体ブロック(A2)のピークトップ分子量(Mp)は、重合体ブロック(A1−B―A2)のピークトップ分子量(Mp)から重合体ブロック(A1−B)のピークトップ分子量(Mp)を差し引くことによって求めた(GPC測定装置および測定条件)。また、重合体ブロック(A1)のピークトップ分子量(Mp)と重合体ブロック(A2)のピークトップ分子量(Mp)から、両者の比Mp(A1)/Mp(A2)を求めた。
(GPC測定装置および測定条件)
・装置 :GPC装置「HLC−8020」(東ソー株式会社製)
・分離カラム :カラム「TSKgel GMHXL」、「G4000HXL」および「G5000HXL」(いずれも東ソー株式会社製)を直列に接続
・溶離液 :テトラヒドロフラン
・溶離液流量 :1mL/分
・サンプル濃度:5mg/10mL
・カラム温度 :40℃
・検出器:示差屈折率(RI)検出器
・検量線:標準ポリスチレンを用いて作成
【0089】
(2)重合体ブロック(A)の含有量
ブロック共重合体(I)を重水素化クロロホルム(CDCl
3)に溶解して
1H−NMRスペクトルを測定[装置:「ADVANCE 400 NanoBay」(Bruker社製)、測定温度:50℃]し、スチレン重合体ブロックに由来するピーク面積比から重合体ブロック(A)の含有量を算出した。
【0090】
(3)重合体ブロック(B)の含有量
ブロック共重合体(I)をCDCl
3に溶解して
1H−NMRスペクトルを測定[装置:「ADVANCE 400 NanoBay」(Bruker社製)、測定温度:50℃]し、共役ジエン重合体ブロックに由来するピーク面積比から重合体ブロック(B)の含有量を算出した。
【0091】
(4)重合体ブロック(B)のビニル結合含有量
ブロック共重合体(I)をCDCl
3に溶解して
1H−NMRスペクトルを測定[装置:「ADVANCE 400 NanoBay」(Bruker社製)、測定温度:50℃]し、イソプレンおよび/またはブタジエン由来の構造単位の全ピーク面積と、イソプレン構造単位における3,4−結合単位および1,2−結合単位、ブタジエン構造単位における1,2−結合単位、または、イソプレンとブタジエンの混合物に由来する構造単位の場合はそれぞれの前記結合単位に対応するピーク面積の比からビニル結合含有量(3,4−結合単位と1,2−結合単位の含有量の合計)を算出した。
【0092】
(5)tanδ(損失正接)のピークトップ温度およびピーク強度
ブロック共重合体(I)を230℃、5分間の条件で熱プレスし、厚さ1mmのシートを得た。得られたシートを用いて、JIS K7244−10(2005年)に準拠し、下記条件で動的粘弾性測定を行うことにより、tanδのピークトップ温度およびピーク強度を求めた。なお、tanδ(損失正接)は、損失弾性率/貯蔵弾性率の比である。
(動的粘弾性測定装置および測定条件)
・装置:ARES−G2レオメーター(TA Instruments社製)
・平行プレート:直径8mm
・振動モード :ねじり振動
・歪み量 :0.1%
・周波数 :1Hz
・測定温度 :−70〜70℃
・昇温速度 :3℃/分
【0093】
(6)ガラス転移温度(℃)
セイコー電子工業社製、示差走査型熱量計「DSC6200」を用い、ブロック共重合体(I)を精秤し、10℃/分の昇温速度にて−120℃から100℃まで昇温し、測定曲線の変曲点の温度を読みとり、ガラス転移温度とした。なお、製造例1〜5のブロック共重合体(I)の場合、重合体ブロックBに由来するガラス転移温度が観測される。
【0094】
[実施例で使用した各成分]
以下に、実施例および比較例で用いた各成分の詳細または製造方法を示す。
【0095】
〔ブロック共重合体(I)〕
(I):ブロック共重合体(製造例1〜5、ならびに表2、表5参照)
【0096】
[製造例1]ブロック共重合体(I−N−1)の製造
乾燥した窒素で置換された耐圧容器に、スチレン1.25kgおよび溶媒としてシクロヘキサン50.0kgを仕込んだ。この溶液に、開始剤としてsec−ブチルリチウム(10質量%シクロヘキサン溶液)76.2gを加え、60℃で1時間重合させた。次いで、この反応混合物にルイス塩基としてテトラメチルエチレンジアミン60gを加えた後、イソプレン9.0kgを加えて2時間重合を行い、さらにスチレン1.25kgを加えて1時間重合させた。得られた反応液をメタノールに注ぎ、ポリスチレン−ポリイソプレン−ポリスチレントリブロック共重合体であるブロック共重合体(I−N−1)を得た。ブロック共重合体(I−N−1)の分析結果を表2に示す。
【0097】
[製造例2]ブロック共重合体(I−N−2)の製造
乾燥した窒素で置換された耐圧容器に、スチレン1.25kgおよび溶媒としてシクロヘキサン50.0kgを仕込んだ。この溶液に、開始剤としてsec−ブチルリチウム(10質量%、シクロヘキサン溶液)72.6gを加え、60℃で1時間重合させた。次いで、この反応混合物にルイス塩基としてテトラヒドロフラン270gを加えた後、イソプレン9.3kgを加えて2時間重合を行い、さらにスチレン1.25kgを加えて1時間重合させた。得られた反応液をメタノールに注ぎ、ポリスチレン−ポリイソプレン−ポリスチレントリブロック共重合体であるブロック共重合体(I−N−2)を得た。ブロック共重合体(I−N−2)の分析結果を表2に示す。
【0098】
【表2】
【0099】
〔オレフィン系重合体(II)〕
オレフィン系重合体(II−1):エチレン−酢酸ビニル(EVA)共重合体(製品名:ウルトラセン640、東ソー株式会社製)
オレフィン系重合体(II−2):エチレン−プロピレン−ジエン(EPDM)共重合体ゴム(製品名:エスプレン501A、住友化学株式会社製)
【0100】
〔架橋剤(III)〕
架橋剤(III):パーオキサイド系架橋剤(製品名:パーカドックス14/40、化薬アクゾ株式会社製)(ビス(t−ブチルジオキシイソプロピル)ベンゼン(40質量%)、炭酸カルシウム(55.3質量%)、無晶シリカ希釈品(4.7質量%)からなる混合物)
【0101】
〔発泡剤(IV)〕
発泡剤(IV−1):アゾジカルボンアミド系複合発泡剤(製品名:セルマイクCAP−500、三協化成株式会社製)(分解温度155℃、ガス量:160mL/g)
発泡剤(IV−2):アゾジカルボンアミド系複合発泡剤(製品名:VP#35N、イチイ有限会社製)(分解温度159℃、ガス量:119mL/g)
【0102】
その他の添加剤
充填剤:重質炭酸カルシウム(白石カルシウム株式会社製)
加工助剤:ステアリン酸(和光純薬工業株式会社製)、プラタック(イチイ有限会社製)(成分:ステアリン酸、含水非晶性二酸化ケイ素、ペトロラタム)
可塑剤:フタル酸ジ2−エチルヘキシル(製品名:サンソサイザーDOP、新日本理化株式会社製)、パラフィン系プロセス油(製品名:ダイアナプロセスオイルPW−380、出光興産株式会社製)
連通気泡剤:CQ−50(イチイ有限会社製)
【0103】
実施例および比較例の発泡成形体は、以下の各試験に供した。
【0104】
[見掛け密度の測定]
実施例および比較例に記載の試験片を用いた以外はJIS K7222(2005年)に準拠して測定した。
【0105】
[音響透過損失の測定]
図4に示すように、幅25mm、厚さ2.0mm、長さ300mmのガラス板15(三芝硝材株式会社製、FL2(4方糸面加工))の幅方向中央部に、両面テープ16(日東電工株式会社製、VR−5311)を介して、発泡成形体から切り出した試験片14を設置し、これを用いて下記の機械インピーダンス試験を行った。
機械インピーダンス装置(株式会社小野測器製;マスキャンセルアンプ:masscancelamplifierMA−5500;チャンネルデータステーション:DS−2100)における加振器(poweramplifier/model371−A)のインピーダンスヘッドに内蔵された加振力検出器の先端部を、ガラス板の発泡成形体を設置した面とは反対の面の中央部に固定した。周波数0〜10000Hzの範囲で前記中央部に振動を与え、この点の加振力と加速度波形を検出することで、中央加振法によるダンピング試験を行った。得られた加振力と、加速度信号を積分して得られた速度信号を基に、加振点の機械インピーダンスを求め、横軸を周波数、縦軸を機械インピーダンスとするインピーダンス曲線を得た。
得られたインピーダンス曲線の低周波数側から数えて3つ目のピーク(3rd mode)について周波数(f
res,3)と損失係数(η
3)を求めた。また、試験片を設置したガラス板の面密度は、試験片を設置したガラス板全体の質量を測定し、それをガラス板の面積(25mm×300mm)で割り算することによって求めた。
次に、各音周波数(100Hz、125Hz、160Hz、200Hz、250Hz、315Hz、400Hz、500Hz、630Hz、800Hz、1000Hz、1250Hz、1600Hz、2000Hz、2500Hz、3150Hz、4000Hz、5000Hz、6300Hz、8000Hzおよび10000Hz)における20℃の音響透過損失(dB)を、ISO 16940:2008に記載されている計算方法を用いて計算した。
図5は、実施例1〜3および参考例1〜2の音周波数(Frequency(Hz))と音響透過損失(Sound Transmission Loss(dB))との関係を示す図であり、
図6は、実施例4〜6および参考例1〜2の音周波数(Frequency(Hz))と音響透過損失(Sound Transmission Loss(dB))との関係を示す図であり、
図7は、実施例7〜8および参考例1〜2の音周波数(Frequency(Hz))と音響透過損失(Sound Transmission Loss(dB))との関係を示す図である。
【0106】
[音響透過損失の増加量]
音響透過損失の増加量は、各音周波数(100Hz、125Hz、160Hz、200Hz、250Hz、315Hz、400Hz、500Hz、630Hz、800Hz、1000Hz、1250Hz、1600Hz、2000Hz、2500Hz、3150Hz、4000Hz、5000Hz、6300Hz、8000Hzおよび10000Hz)における音響透過損失について、発泡成形体を設置したガラス板の音響透過損失(dB)から発泡成形体を設置していないガラス板の音響透過損失(dB)を引き算して求めた。
[音響透過損失の増加量(dB)]=[発泡成形体を設置したガラス板の音響透過損失(dB)]−[発泡成形体を設置していないガラス板の音響透過損失(dB)]
【0107】
[遮音効果の判定]
遮音効果の判定は、前記の各音周波数における音響透過損失の増加量の合計値を求め、下記の基準に基づいて判定した。
音響透過損失の増加量の合計値: 判定
15dB未満: ×(遮音効果がない又は小さい)
15dB以上20dB未満: △(遮音効果がある)
20dB以上30dB未満: ○(遮音効果が高い)
30dB以上: ◎(遮音効果が極めて高い)
【0108】
(実施例1〜3)
ブロック共重合体(I−N−1)、オレフィン系重合体(II−1)、充填剤、加工助剤および可塑剤を表3に示す配合組成の割合で、ニーダーを用いて、温度120℃で溶融混合してマスターバッチを得た。
【0109】
次いで、得られたマスターバッチに、表3に示す配合組成の割合で、架橋剤(III)および発泡剤(IV−1)を加え、ロール温度110℃でロール混練して組成物を得た。得られた組成物を、厚さ10mmの金型を用いて164℃で15分間プレス処理して発泡成形体を得た。
【0110】
得られた発泡成形体を用いて、高さの異なる3つの試験片を切り出し、幅5.0mm、高さ5.0mm、長さ300mmの試験片を実施例1、幅5.0mm、高さ6.5mm、長さ300mmの試験片を実施例2、幅5.0mm、高さ10.0mm、長さ300mmの試験片を実施例3として、それぞれ各測定を行った結果を表3に示す。
【0111】
(実施例4〜8)
ブロック共重合体(I−N−1)または(1−N−2)、オレフィン系重合体(II−2)、充填剤、加工助剤および可塑剤を表4に示す配合組成の割合で、ニーダーを用いて、温度140℃で溶融混合してマスターバッチを得た。
【0112】
次いで、得られたマスターバッチに、表4に示す配合組成の割合で、架橋剤(III)、発泡剤(IV−2)および実施例5を除いて連通気泡剤を加え、ロール温度115℃でロール混練して組成物を得た。得られた組成物を、厚さ10mmの金型を用いて170℃で12分間プレス処理して発泡成形体を得た。
【0113】
得られた発泡成形体を用いて、実施例4〜7については、幅5.0mm、高さ5.0mm、長さ300mmの試験片を切り出し、また、実施例8については、幅5.0mm、高さ6.5mm、長さ300mmの試験片を切り出し、それぞれ各測定をおこなった。結果を表4に示す。
【0114】
(参考例1)
幅5.0mm、高さ5.0mm、長さ300mmのリアガラス用ダムラバー(富士重工業株式会社製DAM RUBBER F BTM 65045AG011)について、見掛け密度および音響透過損失の測定をおこなった。結果を表3に示す。なお、前記リアガラス用ダムラバーは、本発明のブロック共重合体(I)を含まない発泡成形体である。
【0115】
(参考例2)
発泡成形体を設置していないガラス板について、音響透過損失の測定をおこなった。結果を表3示す。
【0116】
実施例の発泡成形体の配合と、実施例および参考例の判定ならびに測定結果を表3および表4に示す。
【0117】
【表3】
【0118】
【表4】
【0119】
表3および表4に示すように、市販のダムラバーを試験片に用いた参考例1およびダムラバーを設置していないガラス板を測定した参考例2よりも、実施例1〜8の発泡成形体を用いた試験片のインピーダンス試験における損失係数が大きく、優れた制振性を有していることが確認できた。また、実施例1〜8の発泡成形体を用いた場合は、参考例1の市販のダムラバーを用いた場合よりも、遮音効果が優れていた。
【0120】
図5〜7に示すように、コインシデンス効果(つまりガラスなどの剛性材料の屈曲振動と入射音波の振動とが一致して共振状態を起こす現象)によって音響透過損失(STL:Sound Transmission Loss)が低下する周波数(本実施例の場合は、5000〜10000Hzの周波数範囲)において、参考例1の市販のダムラバーを用いた場合よりも、実施例1〜8の発泡成形体を用いた場合は、音響透過損失の増加分が大きく、音響透過損失を増大させることができた。
【0121】
[製造例3]ブロック共重合体(I−H−1)の製造
乾燥した窒素で置換された耐圧容器に、スチレン0.930kgおよび溶媒としてシクロヘキサン50.0kgを仕込んだ。この溶液に、開始剤としてsec−ブチルリチウム(10質量%、シクロヘキサン溶液)69.7gを加え、60℃で1時間重合させた。次いで、この反応混合物にルイス塩基としてテトラヒドロフラン288gを加えた後、イソプレン6.97kgを加えて2時間重合を行い、さらにスチレン0.930kgを加えて1時間重合させることにより、ポリスチレン−ポリイソプレン−ポリスチレントリブロック共重合体を含む反応液を得た。
該反応液に、オクチル酸ニッケルおよびトリメチルアルミニウムから形成されるチーグラー系水素添加触媒を水素雰囲気下で添加し、水素圧力1MPa、80℃の条件で5時間反応させた。該反応液を放冷および放圧させた後、水洗により上記触媒を除去し、真空乾燥させることにより、ポリスチレン−ポリイソプレン−ポリスチレントリブロック共重合体の水素添加物(I−H−1)を得た。該水添ブロック共重合体(I−H−1)の分析結果を表5に示す。
【0122】
[製造例4]ブロック共重合体(I−H−2)の製造
乾燥した窒素で置換された耐圧容器に、スチレン0.264kgおよび溶媒としてシクロヘキサン50.0kgを仕込んだ。この溶液に、開始剤としてsec−ブチルリチウム(10質量%、シクロヘキサン溶液)43.3gを加え、60℃で1時間重合させた。次いで、この反応混合物にルイス塩基としてテトラヒドロフラン288gを加えた後、イソプレン3.82kgとブタジエン3.94kgの混合物を加えて2時間重合を行い、さらにスチレン0.793kgを加えて1時間重合させることにより、ポリスチレン−ポリ(イソプレン/ブタジエン)−ポリスチレントリブロック共重合体を含む反応液を得た。
該反応液に、オクチル酸ニッケルおよびトリメチルアルミニウムから形成されるチーグラー系水素添加触媒を水素雰囲気下で添加し、水素圧力1MPa、80℃の条件で5時間反応させた。該反応液を放冷および放圧させた後、水洗により上記触媒を除去し、真空乾燥させることにより、ポリスチレン−ポリ(イソプレン/ブタジエン)−ポリスチレントリブロック共重合体の水素添加物(I−H−2)を得た。該水添ブロック共重合体(I−H−2)の分析結果を表5に示す。
【0123】
[製造例5]スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体(SIS)の製造
乾燥した窒素で置換された耐圧容器に、スチレン1.25kgおよび溶媒としてシクロヘキサン50.0kgを仕込んだ。この溶液に、開始剤としてsec−ブチルリチウム(10質量%シクロヘキサン溶液)55.6gを加え、60℃で1時間重合させた。次いで、イソプレン7.50kgを加えて2時間重合を行い、さらにスチレン1.25kgを加えて1時間重合させた。得られた反応液をメタノールに注ぎ、ポリスチレン−ポリイソプレン−ポリスチレントリブロック共重合体であるブロック共重合体(SIS)を得た。ブロック共重合体(SIS)の分析結果を表5に示す。
【0124】
【表5】
【0125】
(実施例9〜12)
ブロック共重合体(I)、オレフィン系重合体(II−2)、充填剤、加工助剤および可塑剤を表6に示す配合組成の割合で、ニーダーを用いて、温度140℃で溶融混合してマスターバッチを得た。
【0126】
次いで、得られたマスターバッチに、表6に示す配合組成の割合で、架橋剤(III)、発泡剤(IV−2)を加え、ロール温度115℃でロール混練して組成物を得た。得られた組成物を、厚さ10mmの金型を用いて170℃で12分間プレス処理して発泡成形体を得た。
【0127】
得られた発泡成形体を用いて、表6に記載の寸法の試験片を切り出し、上記に記載の方法で見かけ密度を測定した。また、該試験片を用い、下記の鋼板/発泡成形体/ガラスからなる積層構造体の製造に従って積層構造体を製造し、機械インピーダンス試験を行った。結果を表6に示す。
【0128】
(実施例13〜16)
ブロック共重合体(I)、オレフィン系重合体(II−2)、架橋剤(III)、発泡剤(IV−2)、充填剤、加工助剤および可塑剤を表6に示す配合組成の割合で、ロール混練機を用いて、温度126℃でロール混練して組成物を得た。得られた組成物を、厚さ10mmの金型を用いて170℃で10分間プレス処理して発泡成形体を得た。
【0129】
得られた発泡成形体を用いて、表6に記載の寸法の試験片を切り出し、上記に記載の方法で見かけ密度を測定した。また、該試験片を用い、下記の鋼板/発泡成形体/ガラスからなる積層構造体の製造に従って積層構造体を製造し、機械インピーダンス試験を行った。結果を表6に示す。
【0130】
(比較例1)
オレフィン系重合体(II−2)、架橋剤(III)、発泡剤(IV−2)、充填剤、加工助剤および可塑剤を表6に示す配合組成の割合で、ロール混練機を用いて、温度126℃でロール混練して組成物を得た。得られた組成物を、厚さ10mmの金型を用いて170℃で10分間プレス処理して発泡成形体を得た。
【0131】
得られた発泡成形体を用いて、表6に記載の寸法の試験片を切り出し、上記に記載の方法で見かけ密度を測定した。また、該試験片を用い、下記の鋼板/発泡成形体/ガラスからなる積層構造体の製造に従って積層構造体を製造し、機械インピーダンス試験を行った。結果を表6に示す。
【0132】
(比較例2)
製造例5で合成したSIS、オレフィン系重合体(II−2)、架橋剤(III)、発泡剤(IV−2)、充填剤、加工助剤および可塑剤を表6に示す配合組成の割合で、ロール混練機を用いて、温度126℃でロール混練して組成物を得た。得られた組成物を、厚さ10mmの金型を用いて170℃で10分間プレス処理して発泡成形体を得た。
【0133】
得られた発泡成形体を用いて、表6に記載の寸法の試験片を切り出し、上記に記載の方法で見かけ密度を測定した。また、該試験片を用い、下記の鋼板/発泡成形体/ガラスからなる積層構造体の製造に従って積層構造体を製造し、機械インピーダンス試験を行った。結果を表6に示す。
【0134】
[鋼板/発泡成形体/ガラスからなる積層構造体の製造]
図8に示すように、発泡成形体から切り出した試験片17の一面に、両面テープ19(日東電工株式会社製、VR−5311)を介して、幅10mm、厚さ0.8mm、長さ250mmの電気亜鉛めっき鋼板(SECC)18を設置し、続いて、試験片17のもう一方の面に、両面テープ20(日東電工株式会社製、VR−5311)を介して、合わせガラスまたは単板ガラス21を設置し、鋼板/発泡成形体/ガラスからなる積層構造体を得て、これを用いて下記の機械インピーダンス試験を行った。
【0135】
積層構造体の作成時に使用した合わせガラスには、市販のクリアガラス[FL2(4方糸面加工)、縦250mm×横10mm×厚さ2mm、EAST JAPAN GLASS株式会社製]2枚に、合わせガラス用中間膜(TROSIFOL CLEAR、株式会社クラレ製)を挟み、真空ラミネータ(日清紡メカトロニクス株式会社製「1522N」)を用いて、熱板温度120℃、真空引き時間20分、プレス圧力30kPa、プレス時間10分の条件で処理することにより作製した、ガラス/中間膜/ガラスの三層構造の合わせガラスを用いた。また、積層構造体の作成時に使用した単板ガラスには、市販のクリアガラス[FL4(4方糸面加工)、縦250mm×横10mm×厚さ4mm、EAST JAPAN GLASS株式会社製]を用いた。各実施例および比較例で使用したガラスの種類については、表6に示す。
【0136】
[機械インピーダンス試験]
機械インピーダンス装置(株式会社小野測器製;マスキャンセルアンプ:masscancelamplifierMA−5500;チャンネルデータステーション:DS−2100)における加振器(poweramplifier/model371−A)のインピーダンスヘッドに内蔵された加振力検出器の先端部を、鋼板側の中央部(発泡成形体を設置していない面)に固定した。周波数0〜8000Hzの範囲で前記中央部に振動を与え、この点の加振力と加速度波形を検出することで、中央加振法によるダンピング試験を実施した。ダンピング試験は20℃又は40℃の温度条件下で行い、得られた加振力と、加速度信号を積分して得られた速度信号を基に、加振点の機械インピーダンスを求め、横軸を周波数、縦軸を機械インピーダンスとするインピーダンス曲線を得た。得られたインピーダンス曲線の低周波数側から数えて2つ目のピーク(2nd mode)の周波数(f
res,2)と半値幅から、上記積層体の損失係数(η
2)を求めた。
【0137】
【表6】
【0138】
表6に示すように、ブロック共重合体(I)を含有しない樹脂組成物の発泡成形体を用いた比較例1及び2よりも、実施例9〜16の発泡成形体を用いた場合では機械インピーダンス試験における損失係数が大きく、優れた制振性を有していることが確認できた。また、実施例11及び12を比較すると、合わせガラスを用いた積層構造体の方が損失係数が大きく、より制振性・遮音性に優れることが確認できた。